کابل فیبرنوری سینگل مد (Single Mode Fiber Cable) یک نوع کابل فیبرنوری است که برای انتقال اطلاعات به کمک فیبرنور ی یا تار نازک از جنس شیشه یا پلاستیک طراحی شده است. این کابل‌ها برای انتقال داده‌ها با سرعت بالا و در فواصل طولانی مناسب هستند.
ویژگی‌های اصلی کابل فیبرنور ی سینگل مد شامل:
۳.فیبرهای نوری تک مد معمولاً امکان انتقال نور با کیفیت و کاهش خطای کمتری در اطراف فیبر نوری را فراهم می‌کنند. این برای ارتباطات دوربرد مناسب می‌شود.
۴.فیبرهای نوری تک مد به عنوان یکی از بهترین گزینه‌ها برای انتقال داده‌ها در فواصل طولانی در شبکه‌های ارتباطات استفاده می‌شوند.
ساختار داخلی کابل فیبرنوری سینگل مد (Single Mode Fiber Cable) بر اساس نوع کابل و استانداردها ممکن است متغیر باشد، اما در کل، یک کابل فیبرنور سینگل مد معمولاً از چندین لایه تشکیل شده است. در اینجا یک توضیح کلی از ساختار داخلی ممکن است:
– در لایه مرکزی کابل، یک یا چند تار فیبرنوری سینگل مد قرار دارند. این فیبرها از جنس شیشه یا پلاستیک با خواص نوری خاص ساخته شده‌اند و برای انتقال داده ها در قالب سیگنال نوری به کار می‌روند.
۲.لایه حمایتی
– پس از فیبر نوری، یک لایه حمایتی (Strength Member) به کابل افزوده می‌شود. این لایه به عنوان ساختار تقویتی عمل می‌کند و مانع از تغییر شکل غیرمطلوب فیبرها می‌شود.
– لایه‌های پوشش دهنده به عنوان عایق و محافظ برای فیبر نوری عمل می‌کنند. این لایه‌ها ممکن است از مواد مختلفی نظیر PVC (پلی‌وینیل کلراید) یا LSZH (Low Smoke Zero Halogen) ساخته شوند. هدف این لایه‌ها محافظت از فیبرها در برابر آسیب‌های محیطی نظیر رطوبت، گرد و غبار و خمش است.
– برخی از کابل‌های فیبرنوری ممکن است یک لایه فوم یا جداکننده داشته باشند که فیبرها را از یکدیگر جدا نگه می‌دارد و از افت انحنای نور در زمان انتقال جلوگیری می‌کند.
– لایه پوشش خارجی به عنوان پوشش نهایی کابل عمل می‌کند و محافظت اضافی در برابر آسیب‌های محیطی فراهم می‌کند. این لایه ممکن است از مواد مقاوم به آب، خوردگی، و UV ساخته شده باشد.
این فیبرها دارای دو لایه اصلی هستند: هسته (Core) و پوسته (Cladding).
وقتی نور در داخل هسته حرکت می‌کند و به مرز هسته و پوسته می‌رسد، برخورد با مرز دو محیط با شاخص شکست مختلف ایجاد می‌شود. اگر زاویه ورودی نور به این مرز کمتر از زاویه شکستنده باشد، نور به سمت هسته بازتاب می‌شود و در هسته حرکت می‌کند. این اصل به نام اصل انعطاف نوری یا تفسیر کلی داخلی نوری شناخته می‌شود.
در واقع، این اصل اجازه می‌دهد که نور در طول هسته حرکت کند و از از دست رفتن انرژی به دلیل تشتت (scattering) کمتری نسبت به فیبرنور چند مد (Multimode Fiber) برخوردار باشد. به دلیل اینکه تنها یک حالت نوری (حالت اصلی) در هسته تشکیل می‌شود، این فیبرها به نام “سینگل مد” معروف هستند.
این ویژگی از اصل انعطاف نوری، کابل‌های فیبرنوری سینگل مد را برای انتقال داده‌ها با سرعت بالا و در فواصل طولانی بسیار مناسب کرده است.
فیبرنوری مالتی مد (Multimode Fiber) یک نوع فیبرنوری است که برای انتقال اطلاعات از طریق چندین مسیر یا حالت نوری (حالت‌های گوناگون) به کار می‌رود. این نوع فیبرنوری با توجه به ویژگی‌های خود معمولاً برای انتقال داده‌ها در فواصل کوتاه مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ویژگی‌های اصلی فیبرنوری مالتی مد عبارتند از:
۱.هسته بزرگ:هسته فیبرنوری مالتی مد نسبت به هسته فیبرنوری سینگل مد بزرگتر است. این ویژگی باعث می‌شود که چندین حالت نوری (حالت‌ها) بتوانند از طریق فیبر حرکت کنند.
برخلاف فیبرنور سینگل مد که برای انتقال داده‌ها در فواصل بلند و با سرعت بالا مناسب است، فیبرنور مالتی مد به خاطر کاربردهای کوتاه مدت و در فواصل کوتاه بهترین عملکرد را ارائه می‌دهد.
فیبر نوری Single mode ، تک حالته یا سینگل مد، از نظر نامگذاری معنای عملکرد حرکتی نور را در خود دارا می باشد ، این فیبر امکان انتقال یک نوع از حالت نور را در طول مسیر خود فراهم می نماید ، در حالی که فیبر نوری مالتی مد multimode، مالتی مد امکان انتقال حالت های مختلفی از نور را ایجاد می نماید. تفاوت بین نوع حرکت تک حالته و چند حالته نور عمدتا به دلیل تفاوت در قطر هسته این فیبر ها شکل می گردد ، که ویژگی های بیشتری را در انتقال شامل طول موج و منبع نور ، پهنای باند ، فواصل قابل پشتیبانی و هزینه های راه اندازی و.. را نیز تحت تاثیر قرار می دهد.
بزرگی هسته فیبر های نوری
فیبر نوری سینگل مد Single mode fiber دارای قطر هسته به مراتب کوچک تری نسبت به فیبر نوری مالتی مد multimode می باشد. به طور معمول قطر فیبر نوری سینگل مد ۹µm بیان می شود، گرچه با توجه به مدل های مختلف فیبر های نوری سینگل مد این قطر بین ۷.۶µm تا ۱۰.۵µm (میکرو متر یا میکرون) متغیر است، فیبر نوری مالتی نیز دارای دو سایز از لحاظ قطر می باشند که معمولا ۵۰µm و ۶۲.۵µm در نظر گرفته می شوند ،همین قطر بزرگتر در فیبر های نوری مالتی مد امکان عبور حالت های بیشتر نور را فراهم می سازد.
کلد Cladding یا روکش هسته که در واقع هسته فیبر را احاطه نموده است و نقش کلیدی در انکسار نور و ایجاد شکست جهت حرکت صحیح نور (ضریب شکست حاصل تفاوت حرکت نور در هسته و کلد یا فرایند به دام انداختن نور در فیبر ) در فیبر ایجاد می نماید، در هر دو نوع مالتی مد و سینگل مد دارای قطر یکسان بوده و برابر با ۱۲۵µm میکرومتر یا میکرون می باشد.
در فیبرنورهای مالتی مد، معمولاً از سیستم رنگ بندی مختصری برای تمایز بین انواع فیبرنورها استفاده می‌شود.این سیستم رنگ بندی به عنوان “رنگ بندی فیبرنوری” یا “Color Coding” شناخته می‌شود.این سیستم اغلب بر روی اطراف فیبرنوری، انتهای فیبر، یا کانکتورها نشان داده می‌شود و به کابل‌ها و اتصالات فیبرنوری کمک می‌کند تا به راحتی تشخیص داده شوند.در ادامه، چندین مثال از سیستم رنگ بندی فیبرنورهای مالتی مد آورده شده است:
۳.رنگ بندی به اساس نوع و کاربرد: برخی از تولیدکنندگان ممکن است از رنگ‌های مختلف برای نمایش نوع و کاربرد خاص فیبرها استفاده کنند. به عنوان مثال، رنگ زرد معمولاً برای فیبرهای مالتی مد استفاده می‌شود.
پهنای باند (Bandwidth) در فیبرنورهای مالتی مد (Multimode Fiber) یکی از ویژگی‌های مهم است که به نوعی حداکثر حجم اطلاعاتی است که می‌توان از طریق فیبرنوری منتقل کرد. پهنای باند مشخص می‌کند که چه قدر فاصله و چه قدر تعداد اطلاعات (حالت نوری) می‌تواند از فیبرنور منتقل شود. پهنای باند به واحد هرتز (Hz) یا مگاهرتز (MHz) اندازه‌گیری می‌شود.
برای فیبرنورهای مالتی مد، پهنای باند به دو شکل ارائه می‌شود:
۱.پهنای باند به صورت طول موج (Wavelength Bandwidth):
– این نوع پهنای باند معمولاً به ازای طول موج خاصی از نور ارائه می‌شود. برای مثال، در فیبرنورهای مالتی مد، پهنای باند به صورت طول موج ممکن است برای ۸۵۰ نانومتر (nm) یا ۱۳۰۰ نانومتر اعلام شود. این نوع پهنای باند مرتبط با قدرت و توان سیگنال در این طول موج خاص است.
– این نوع پهنای باند بر اساس تعداد و نوع حالت‌های نوری (مد) در فیبرنوری تعریف می‌شود. پهنای باند به صورت عرض پالس معمولاً به واحد مگاهرتز (MHz) یا گیگاهرتز (GHz) است. برای مثال، یک فیبرنوری ممکن است پهنای باند ۵۰۰ مگاهرتز داشته باشد.
معمولاً فیبرنورهای مالتی مد با پهنای باند بیشتری نسبت به فیبرنورهای سینگل مد (Single Mode Fiber) برخوردارند. این ویژگی آنها را برای کاربردهای کوتاه مدت و در محیط‌های محدود مانند شبکه‌های محلی (LAN) و اتصالات داخلی در ساختمان‌ها مناسب می‌کند.
